Het is Wageningse onderzoekers gelukt om enkele gewassen te verbouwen op nagebootste maan- en Marsgrond.

Op dit moment knutselen onderzoekers aan het ruimtestation Lunar Gateway, dat over een aantal jaar al rond de maan moet cirkelen. Het betekent dat vanaf dat moment er continu mensen op en rond de maan te vinden zullen zijn. Het ruimtestation nabij de maan zal dienst doen als een springplak voor verre ruimtemissies, bijvoorbeeld naar Mars. Want de bedoeling is dat ook de rode planeet ooit bewoond gaat worden door mensen. In beide gevallen is het niet verstandig om alleen op voedsel te teren dat is meegenomen van de aarde. En dus moeten de eerste maan- en Marskolonisten behoorlijk groene vingers hebben. Want ze zullen – letterlijk – hun eigen boontjes moeten doppen.

Voedsel verbouwen
Het verbouwen van gewassen op andere hemellichamen is behoorlijk uitdagend. De omstandigheden verschillen immers ontzettend met wat we hier op aarde gewend zijn. Maar dat weerhoudt Wieger Wamelink, onderzoeker aan de Wageningen Universiteit, er niet van om zich in het onderwerp vast te bijten. In een nieuwe studie onderzocht hij de mogelijkheid om voedsel op de maan en Mars te verbouwen, maar ook of het mogelijk is om levensvatbaar zaad uit de gewassen te verkrijgen die daar worden geteeld. En dat laatste is eigenlijk net zo belangrijk. “Het zaad is nodig voor de volgende generatie,” legt Wamelink aan Scientias.nl uit. “Je wilt niet elke keer zaad naar Mars moeten vliegen.”


Nabootsen
In de studie bootsen de onderzoekers eerst de maan- en Marsbodem na. “Deze simulanten zijn afkomstig van NASA en zijn onder leiding van hen gemaakt,” vertelt Wamelink. “Ze zijn redelijk precies, al zijn er wel verschillende versies in omloop.” In een kas in Wageningen probeert Wamelink vervolgens de meest uiteenlopende planten en gewassen te verbouwen op de nagebootste grond. En zo’n zelfde kas zal waarschijnlijk ook op de maan en Mars verrijzen. Op deze hemellichamen zullen planten namelijk in een ‘dome’ onder de grond worden gekweekt. Dit om de gewassen tegen de barre buitenwereld – zoals kou, gevaarlijke straling en de schamele aanwezigheid van lucht – te beschermen. “Dan heb je eigenlijk een normale kas, met LED lampen,” aldus Wamelink. Wat dat betreft zijn de nagebootste omstandigheden redelijk vergelijkbaar met de werkelijke omstandigheden op de maan en Mars. “Het enige wat we niet nabootsen is een lagere zwaartekracht. Maar experimenten op het internationaal ruimtestation laten zien dat er planten gekweekt kunnen worden onder microzwaartekracht.”

Zo zou een ‘dome’ op Mars er eventueel uit kunnen gaan zien. Afbeelding: WUR

Gewassen
Wamelink teelde samen met zijn collega’s tien verschillende gewassen, te weten tuinkers, rucola, tomaat, radijs, rogge, quinoa, spinazie, bieslook, erwten en prei. Waarom er precies voor deze gewassen is gekozen? “Vooral omdat ze makkelijk groeien,” zegt Wamelink. “In latere experimenten hebben we ook al met aardappel en wortel gewerkt. We kozen voor planten waarvan je de zaden, het blad, de vrucht en de verdikte stengel/knol eet. Dit om zoveel mogelijk variatie te hebben. We kozen voor erwt omdat dit samen met bacteriën de grond kan bemesten. Ze halen namelijk N2 uit die lucht en zetten dat uiteindelijk om in NO3 dat ze delen met de erwtenplant in ruil voor suikers.” Negen van de tien ingezaaide gewassen groeide goed. “We waren heel blij toen we de eerste tomaten die ooit op nagemaakte Marsgrond verbouwd zijn, rood werden,” vertelt Wamelink. “Tuinkers groeit eigenlijk altijd makkelijk. Ook de radijs groeide goed en leverde bovendien echte radijsjes en zaden.” Uiteindelijk werden er meerdere eetbare vruchten van verschillende gewassen geoogst. Alleen de spinazie wilde niet echt vlotten. “Dat was eigenlijk een beetje dom van ons,” stelt Wamelink. “Spinazie houdt van een korte dag, dus een korte lichtperiode. In de kas hadden ze echter zestien uur licht. Dit betekent dat de spinazie direct bloeit en zaad vormt – mensen met een moestuin herkennen dit vast. Dit probleem is makkelijk op te lossen door het licht op tijd te dimmen, maar dat betekent wel dat de spinazie in een apart gedeelte geteeld moet worden.”

“We waren heel blij toen we de eerste tomaten die ooit op nagemaakte Marsgrond verbouwd zijn, rood werden”

Rekening houden
Dit laat goed zien dat je met veel zaken rekening moet houden als je gewassen op een ander hemellichaam wilt verbouwen. Want daar komt behoorlijk wat bij kijken. “Je moet bijvoorbeeld een gesloten agrarisch systeem bouwen zodat er niets verloren gaat,” legt Wamelink uit. “Dat betekent dat ook je poep en urine gerecycled en als mest gebruikt moet worden.” Bovendien zitten er in de maan- en Marsgrond zware metalen. En die wil je natuurlijk liever niet eten. Om te testen of het veilig is om planten die gekweekt zijn op de maan en Mars te eten, voerden de onderzoekers twee testen uit met maan- en Marsgrond simulanten. “We hebben gekeken of er zware metalen zoals lood, kwik en cadmium van de bodem in het water wat we de planten geven terechtkomt,” zegt Wamelink. “Dat bleek niet het geval; we konden geen metalen vinden. Alleen een heel klein beetje aluminium in het vocht van de maanbodem. We hebben ook onderzocht of er zware metalen in de geoogste tomaten, erwten, radijzen en rogge zat. Maar ook die bleken veilig om te eten. Wel moet alles wat uit de bodem komt goed gewassen worden omdat er anders zand aan blijft zitten. En dan zou je op den duur wel ziek kunnen worden.”


Kunnen we andere hemellichamen besmetten?
Als we op deze manier aan de maan- en Marsbodem gaan sleutelen, zouden we dan eigenlijk ook deze hemellichamen kunnen besmetten? Aardse bacteriën, maar ook ander levend of dood organisch materiaal, zouden op het oppervlak van Mars terecht kunnen komen. En dat is in een convenant van het internationale comité voor ruimteonderzoek verboden. Alle ruimtevaartorganisaties doen daarom ook hun uiterste best om besmetting te voorkomen. Toch is het de vraag of er toch niet al wat aards materiaal op andere hemellichamen is gestrand. Zo zou een van de Marsrovers al organisch materiaal hebben achtergelaten op de rode planeet en is er poep van de astronauten op de maan achtergebleven. En dit betekent dat er toch aardse bacteriën op zowel Mars als de maan te vinden zijn. Of dit erg is, is een tweede. “Een argument is dat we gevonden leven willen kunnen onderscheiden van buitenaards leven,” zo schrijft Wamelink in een blogpost. “Dat is alleen een probleem als dat onderscheid niet te maken is. Als er echter leven wordt gedetecteerd zal het direct duidelijk worden als het om iets onaards gaat, omdat het in dat geval een volledig andere ontstaansgeschiedenis zal hebben.” Of we echter in staat zijn om bijvoorbeeld Mars te besmetten, is verre van zeker. “Op Mars is het zo koud, dat er nooit vloeibaar water aan het oppervlak kan liggen,” zo schrijft Wamelink. “Dat betekent dat chemische en biologische processen in een vloeibaar medium, zoals nodig voor al het leven op aarde, nagenoeg onmogelijk is. Daarnaast bereikt kosmische straling het oppervlak en die is zo sterk dat het uiteindelijk dodelijk zal zijn.”

Zaad
Het idee is dat uit de geteelde gewassen op de maan en Mars, ook zaad zal worden verzameld. En zoals hierboven al genoemd, is dat erg belangrijk omdat we dan niet elke keer op en neer naar Mars hoeven te vliegen. In de experimenten probeerden de onderzoekers of dit in de eerste plaats mogelijk is. En de resultaten blijken positief. “Het is gelukt voor radijs, rogge en tuinkers,” somt Wamelink op. En dat is goed nieuws. Het betekent dat deze gewassen keer op keer geteeld kunnen worden. Maar dat niet alleen. “Je zou op termijn aan veredeling kunnen doen, waardoor je rassen krijgt die speciaal aan de maan of Mars zijn aangepast,” oppert Wamelink.

Op dit moment ligt er al nieuw en boeiend vervolgonderzoek in het verschiet. “We zijn nu bezig om te kijken of wormen op de bodems kunnen overleven,” vertelt Wamelink. “En het antwoord is ja. Wormen zijn belangrijk, omdat ze dode plantenresten afbreken, in de grond brengen, het verteren en als mest weer uitpoepen.” Binnenkort start ook een ander interessant onderzoek, waarin Wamelink gaat bestuderen of menselijke urine als mest gebruikt kan worden. En dus wordt in steeds verdere mate duidelijk hoe de eerste Marskolonisten zichzelf in leven zullen kunnen houden.

Enthousiast geworden? Lees dan ook eens dit eerder verschenen achtergrondartikel waarin Wamelink meer over zijn experimenten uit de doeken doet.